工业机器人应用技术（第三版）课件 4.4 关键程序数据设定

第四篇基础篇——工业机器人基本训练

任务四关键程序数据设定第四篇基础篇——工业机器人基本训练

1、了解工业机器人坐标系和TCP2、能熟练进行工件坐标的设定4.4

关键程序数据设定任务描述

4.4

关键程序数据设定了解机器人坐标系的分类以及各坐标系之间的关系，在编程之前，需提前建立必要的程序环境，其中三个必要的程序数据就必须提前定义，设置适合实际情况的工具数据tooldata、工件坐标wobjdata、负荷数据loaddata。一、机器人坐标系

4.4.1

机器人坐标系及TCP机器人坐标系可以分为基坐标、大地坐标、工具坐标和工件坐标几大类。1.基坐标基坐标系在机器人基座总有相应的零点。这使固定安装的机器人的移动具有可预测性、因此它对于将机器人从一个位置移动到另一个位置有帮助。ABB机器人的基坐标原点在底座上，Z轴垂直于底座，具体方向如图4-119所示。图

4-119ABB机器人的基坐标示意图4.4.1机器人坐标系及TCP2.大地坐标大地坐标系在工作单元或工作站中的固定位置有其相应的零点。这有助于处理若干个机器人或由外轴移动的机器人。在默认情况下，大地坐标系与基坐标系是一致的。A—机器人1基坐标系B-大地坐标系C-机器人2基坐标系图

4-120ABB机器人的大地坐标示意图4.4

关键程序数据设定3.工具坐标工具坐标系将工具中心点设为零位。它会由此定义工具的位置和方向。工具坐标系经常被缩写为TCPF（ToolCentrePointFrame）。TCP是toolcentrepoint的缩写，TCP工具坐标系是机器人运动的基准。表示机器人手腕上工具的中心点，用来反映工具的坐标值。4.4.1

机器人坐标系及TCP所有机器人在手腕处都有一个预定义工具坐标系，该坐标系被称为tool0。这样就能将一个或多个新工具坐标系定义为tool0的偏移量。图

4-121

不同工具的TCP4.4.1

机器人坐标系及TCP4.工件坐标工件坐标系对应工件：它定义工件相对于大地坐标系（或其它坐标系）的位置。工件坐标系必须定义于两个框架：用户框架（与大地基座相关）和工件框架（与用户框架相关）。机器人可以拥有若干工件坐标系，或者表示不同工件，或者表示同一工件在不同位置的若干副本。4.4.1

机器人坐标系及TCP对机器人进行编程时就是在工件坐标系中创建目标和路径。这带来很多优点：（1）重新定位工作站中的工件时，只需更改工件坐标系的位置，所有路径将即刻随之更新。（2）允许操作以外轴或传送导轨移动的工件，因为整个工件可连同其路径一起移动。A-大地坐标系B-工件坐标系1C-工件坐标系2图

4-122

坐标系二、工具坐标的TCP的设定方法

4.4.1

机器人坐标系及TCP1、N（3≤N≤9）点法机器人的TCP通过N种不同的姿态同参考点接触，得出多组解，通过计算得出当前TCP与机器人安装法兰中心点（Tool0）相应位置，其坐标系方向与Tool0一致。2、TCP和Z法在N点法基础上，增加Z点与参考点的连线为坐标系Z轴的方向，改变了Tool0的Z方向。3、TCP和Z、X法在N点法基础上，增加X点与参考点的连线为坐标系X轴的方向，Z点与参考点的连线为坐标系Z轴的方向，改变了Tool0的X和Z方向。4.4.2工具数据设定ABB机器人工具坐标设定的具体步骤如下所示。（1）打开主界面，单击“手动操纵”，如图4-123所示界面。图4-123手动操纵选择4.4.2工具数据设定（2）点击“工具坐标”，如图4-124所示界面。图4-124工具坐标4.4.2工具数据设定（3）单击新建“tool1”，如图4-125所示界面。图4-125新建tool14.4.2工具数据设定（4）单击确定已经新建的“tool1”，如图4-126所示界面。图4-126

选择tool14.4.2工具数据设定（5）点击“编辑”选择“定义…”，如图4-127所示界面。图4-127选择“定义…”4.4.2工具数据设定（6）在定义方法中选择“TCP和Z，X”，采用6点法来设定TCP，如图4-128所示界面。（以第三种方法为例）。图4-128选择“TCP和Z，X”4.4.2工具数据设定（7）按下示教器使能按钮，操控机器人使工具参考点接触圆锥的TCP参考点，把当前位置作为第一点。确认点击“修改位置”，点1状态为“已修改”。以此类推，操控机器人变换3个不同姿态使工具参考点靠近并接触上轨迹路线模块上的TCP参考点，分别作为第二点、第三点、第四点，如图4-129所示界面。图4-129选择第一个点

图4-130选择-X/-Z方向4.4.2工具数据设定（8）以点4为固定点，在线性模式下，操控机器人分别向前/向上移动一定距离，作为-X/-Z方向，如图4-130所示界面。4.4.2工具数据设定(9)TCP平均误差在0.5mm以内时，才可单击“确定”进入下一步，否则需要重新标定TCP，如图4-131所示界面。图4-131平均误差显示4.4.2工具数据设定(10)单击“tool1”，接着单击“编辑”，然后“更改值”进入下一步，如图4-132所示界面。图4-132

点击更改值4.4.2工具数据设定(11)将“mass”和z的值分别更改为“1”、“38”（可随意），如图4-133所示界面。图4-133修改mass值、z的值4.4.2工具数据设定(12)返回到工具坐标系界面。单击“确定”，完成了TCP标定，并返回手动操纵界面，如图4-134所示界面。图4-134

完成TCP标定界面4.4.3工件数据设定工件坐标系设定时，通常采用三点法。只需要在对象表面位置或工件边缘角位置上，定义三个点位置，来创建一个工件坐标系。其设定原理如下：1、手动操纵机器人，在工件表面或边缘角的位置找到一点x1，作为坐标系的原点；4.4.3工件数据设定2、手动操纵机器人，沿着工件表面或边缘找到一点x2，x1、x2确定工件坐标系的x轴的正方向，（x1和x2距离越远，定义的坐标系轴向越精确）；3、手动操纵机器人，在xy平面上并且y值为正的方向找到一点y1，确定坐标系的y轴的正方向。图

4-135

工件坐标的设定4.4.3工件数据设定ABB机器人工件坐标设定的具体步骤如下所示。（1）在手动操纵面板中，选择“工件坐标”，如图4-136所示界面。图4-136

工件坐标的设定4.4.3工件数据设定（2）单击“新建…”，如图4-137所示界面。图4-137

点击新建4.4.3工件数据设定（3）对工件数据属性进行设定后，单击“确定”，如图4-138所示界面。图4-138

对工件数据属性进行设定4.4.3工件数据设定（4）打开编辑菜单，选择“定义…”，如图4-139所示界面。图4-139

选择“定义…”4.4.3工件数据设定（5）显示工件坐标定义界面，将用户方法设定为“3点”，如图4-140所示界面。图4-140

用户方法设定为“3点”4.4.3工件数据设定（6）手动操纵机器人的圆锥工具参考点靠近定义工件坐标的X1点。选中界面中“用户点X1”，单击“修改位置”，记录X1点位置。以此类推，完成X2点、Y1点位置修改，完成后单击“确定”，如图4-141所示界面。图4-141

记录X1点4.4.3工件数据设定（7）对自动生成的工件坐标数据进行确定后，单击“确定”，如图4-142所示界面。图4-142

工件坐标数据4.4.3工件数据设定（8）在工件坐标系界面中，选中wobj1，然后单击“确定”，如图4-143所示界面，这样就完成了工件坐标系的标定。图4-143

选中wobj14.4.4有效载荷设定对于搬运应用的机器人，应该正确设定Tooldata（搬运工具的重量、重心数据）以及Loaddata（搬运对象的重量和重心数据）。ABB机器人有效载荷设定的具体步骤如下所示。（1）点击“新建”，点击“确定”，如图4-144所示界面。图4-144

点击新建“有效载荷”4.4.4有效载荷设定（2）点击“编辑”，并点击“更改值”，如图4-145所示界面。

图4-145

点击“更改值”4.4.4有效载荷设定（3）修改参数，点击“确定”，如图4-146所示界面。图4-146

修改参数，点击“确定”4.4.4有效载荷设定（4）选择载荷，点击“确定”，如图4-147所示界面。

图4-147

选择载荷，点击“确定”